碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用，所述碳荧光量子点具有优异的抗生物膜活性，同时对正常细胞无毒性；为食品、医药用品以及食品、医药加工环境中有效杀灭大肠杆菌生物膜提供了有效途径。

Application of carbon fluorescence quantum dots in inhibiting biofilm formation in Escherichia coli

The invention provides an application of carbon fluorescent quantum dots in inhibiting the formation of E.coli biofilm, the carbon fluorescent quantum dots have excellent anti-biofilm activity and are nontoxic to normal cells, and provides an effective way for effectively killing E.coli biofilm in food, medical supplies and food and pharmaceutical processing environment. Diameter.

【技术实现步骤摘要】
碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用
本专利技术属于纳米材料与生物
，尤其涉及一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用。
技术介绍
生物膜是指微生物群体吸附到某些物体表面或者彼此相互作用，嵌入到由多糖、蛋白以及核酸组成的细胞外基质中所形成的一种紧密结构(NatureReviewsMicrobiology,14(9),563-575)。细菌生物膜广泛存在于自然环境、医疗器械和工业设备上。生物膜具有极强的抗逆性，危害性极大(Currentopinioninmicrobiology,16(5),580-589)。生物膜的形成会造成食品、医药用品以及食品、医药加工环境、设备的交叉污染(Biomaterials,2011,32(23):5459-5470)。生物膜的形成增加了疾病的可能性并且增大了疾病治疗的难度(Science,301(5629),105-107)。例如，生物膜提高了人类患慢性疾病的风险，增加了器官移植的困难，甚至会导致死亡在工业上，生物膜会破坏各种工业设施，如滤膜堵塞、管道腐蚀等(Naturenanotechnology,7(8),530-535)。然而，目前消除和抑制生物膜形成在工业以及生物医药行业仍是一个巨大的挑战。现有技术中，单独使用抗生素消除生物膜的效果往往不佳，经常需要手术治疗的干预，从而导致长期治疗的高成本(ColdSpringHarborperspectivesinmedicine,3(4),a010306)。并且新型抗生素的开发困难、进程缓慢，远远落后于耐药微生物出现的速度。因此，急需开发一些替代策略来对抗生物膜。随着纳米生物技术的迅速发展，大量的具有独特生物学特性的纳米材料已经被开发出并用于抑制各种生物膜的形成。例如，含有金属/金属氧化物纳米颗粒的纳米材料(ACSnano,11(9),9330-9339)以及高分子聚合物纳米颗粒(ChemicalScience,7(2),1016-1027)、纳米粒子胶囊、纳米酶(AngewandteChemie,128(36),10890-10894)、纳米胶(ACSnano,8(3),2900-2907)、脂质体(ColloidsandSurfacesA:PhysicochemicalandEngineeringAspects,2001,186(1):43-53)等等；纳米材料尽管具有很好的抗生物膜活性，但是它们通常对微生物本身以及人类细胞具有毒性，生物相容性差(ACSnano,2017,11(9):9330-9339)。为了解决这个问题，人们采用化学或是物理的修饰方法改善纳米材料的表面特性以实现既能有效抗生物膜又对细胞没有毒性的目标；但这些修饰方法步骤复杂，往往不适于工业化。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用；通过以植物乳酸杆菌菌体为原料制备得到的碳荧光量子点达到抑制大肠杆菌生物膜的目的；该碳荧光量子不仅具有优异的抗生物膜活性而且对正常细胞无毒性。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用。优选地，该碳荧光量子点为乳杆菌为原料制备的碳荧光量子点。其中，碳荧光量子点通过以下步骤制备得到：(1)将乳杆菌按照接种于液体培养基中，静止培养，获得乳杆菌的菌体。(2)将步骤(1)中得到的菌体加入20～50mL水中悬浮放入水热反应釜置于烘箱反应，离心去除大颗粒后，用0.22～0.45μm滤膜过滤获得所述碳荧光量子点。其中，步骤(1)中的液体培养基为MRS培养基。进一步地，步骤(1)中，所述乳杆菌为甘油管保藏的植物乳杆菌(lactobacillusplantarum)，从云南泡菜分离得到，菌株号为LCC-605，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNo:M2016491，在NCBI上的登录号为：KX443590，保藏日期为2016年9月18号。优选地，该植物乳杆菌LCC-605培养方法参考本专利技术人先前的专利201710025113.0中的制备方法，或者采用常规手段得到。进一步地，步骤(1)中，所述乳杆菌接种于液体培养基比例为1％～5％；静止培养的温度为25～37℃，时间为12～24h；离心转速为5000～8000rpm，时间为10～15min。优选地，乳杆菌的接种比例为3％；；静止培养的温度为31℃，时间为12h；离心转速为5000rpm，时间为10min。优选地，步骤(2)中，将步骤(1)中得到的菌体加入的水体积为30mL，滤膜孔径为0.22μm。进一步地，步骤(2)中，反应的温度为120～240℃，反应时间为12～48h；离心转速为8000～12000rpm，时间为10～15min。优选地，步骤(2)中，反应的温度为120℃，反应时间为12h；离心转速为12000rpm，时间为10min。优选地，步骤(2)中，水热反应釜为聚四氟乙烯内衬的高温高压水热反应釜，反应釜容积为100～150mL。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：随着碳荧光量子点浓度的增加，生物膜的形成显著降低，当碳荧光量子点的浓度达到3～6mg/ml时，完全杀灭大肠杆菌生物膜，同时对正常细胞无毒性；为食品、医药用品以及食品、医药加工环境中有效杀灭大肠杆菌生物膜提供了有效途径。附图说明图1为碳荧光量子点的透射电镜成像图；图2为碳荧光量子点的粒径分布频率(Frequency)示意图；图3为碳荧光量子点的红外光谱示意图；图4为碳荧光量子点的zeta电位(zetapotential)结果示意图；图5为碳荧光量子点浓度对染色的大肠杆菌生物膜的剩余百分比影响的柱状图；图6为碳荧光量子点处理过的大肠杆菌生物膜培养72h激光共聚焦观察3D图，激发波长为488nm，所用碳点浓度为0、0.1、0.8和3mg/mL；图7为碳荧光量子点对游离大肠杆菌细胞活性(cellviability)的细胞计数柱状图；图8为碳荧光量子点对动物细胞的毒活性(cellviability)评价。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步地说明。除特别指出的以外，本专利技术所用原料及试剂等均可以通过常规商业购买或通过现有技术制备获得。实施例1碳荧光量子点(CDs-LP)的制备：将甘油管保藏的植物乳杆菌LCC-605按照5％比例接种于液体MRS培养基中，置于37℃静止培养24h，获得的发酵液经8000rpm离心15min获得菌体备用。取上述菌体悬浮于50mL水中，置于150mL的水热反应釜中。放于烘箱240℃，反应48h。反应结束后去除残渣，10000rpm、12min离心去除大颗粒后，剩余液体用0.35μm滤膜过滤，得到具有多色发光等性能的碳荧光量子点。实施例2碳荧光量子点(CDs-LP)的制备：将甘油管保藏的植物乳杆菌LCC-605按照1％比例接种于液体MRS培养基中，置于25℃静止培养12h，获得的发酵液经5000rpm离心15min获得菌体备用。取上述菌体悬浮于20mL水中，置于100mL的水热反应釜中。放于烘箱120℃，反应18h。反应结束后去除残渣，8000rpm、15min离心去除大颗粒后，剩余液体用0.45μm滤膜过滤，得到具有多色发光等性能的碳荧光量子点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用。

【技术特征摘要】
1.一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述碳荧光量子点为乳杆菌为原料制备的碳荧光量子点。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述碳荧光量子点通过以下步骤制备得到：(1)将乳杆菌按照接种于液体培养基中，静止培养，获得乳杆菌的菌体。(2)将步骤(1)中得到的菌体加入20～50mL水悬浮放入水热反应釜置于烘箱反应，离心去除大颗粒后，用0.22～0.45μm滤膜过滤获得所述碳荧光量子点。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：步骤(1)中，所述液体培养基为MRS培养基。5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：步骤(1)中，所述乳杆菌为植...

【专利技术属性】
技术研发人员：林凤鸣，李程程，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32